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'''Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem''' ('''PACE''') ist ein [[Erdbeobachtungssatellit]] der [[NASA]], der den [[Kohlenstoffdioxid]]<nowiki/>austausch von Ozean und Atmosphäre sowie das Wachstum von [[Phytoplankton]] untersuchen soll. Damit sollen Erkenntnisse zum Zustand der Ozeane, Luftqualität und Klima gewonnen werden.<ref>{{Internetquelle |url=https://pace.oceansciences.org/about.htm |titel=Get to Know PACE |werk=pace.oceansciences.org |hrsg=[[NASA]] |sprache=en |abruf=2024-02-05}}</ref>
'''Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem''' ('''PACE''') ist ein [[Erdbeobachtungssatellit]] der [[NASA]], der den [[Kohlenstoffdioxid]]<nowiki/>austausch von Ozean und Atmosphäre sowie das Wachstum von [[Phytoplankton]] untersuchen soll. Damit sollen Erkenntnisse zum Zustand der Ozeane, Luftqualität und Klima gewonnen werden.<ref>{{Internetquelle |url=https://pace.oceansciences.org/about.htm |titel=Get to Know PACE |werk=pace.oceansciences.org |hrsg=[[NASA]] |sprache=en |abruf=2024-02-05}}</ref>
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== Geschichte ==
== Geschichte ==
Eine Missionsstudie unter dem Namen '''Pre-Aerosol, Cloud, and ocean Ecosystem''' wurde im März 2015 von der NASA bei der ''Space Science Week'' des ''Committee on Earth Science and Applications from Space'' vorgestellt<ref>{{Internetquelle |autor=Paula S. Bontempi, Betsy Edwards, Hal Maring, Woody Turner |url=https://sites.nationalacademies.org/cs/groups/ssbsite/documents/webpage/ssb_160751.pdf |titel=Pre-Aerosol, Clouds, and ocean Ecosystem (PACE) Mission |werk=[[NASA]] |datum=2015-03-31 |format=PDF |sprache=en |abruf=2024-02-05}}</ref> und offiziell zugelassen.<ref>{{Internetquelle |autor=Sara Blumberg |url=https://blogs.nasa.gov/pace/2023/04/04/nasas-pace-spacecraft-assembled-advances-toward-launch/ |titel=NASA’s PACE Spacecraft Assembled, Advances Toward Launch |werk=[[NASA]] |datum=2023-04-04 |sprache=en-US |abruf=2024-02-05}}</ref> Im Jahr 2016 wurde das Budget zur Verfügung gestellt.<ref>{{Internetquelle |autor=Karl B. Hille |url=https://www.nasa.gov/technology/nasas-pace-mission-will-uncover-new-information-about-health-of-our-oceans/ |titel=NASA's PACE Mission Will Uncover New Information About Health of Our Oceans |werk=[[NASA]] |datum=2016-07-20 |sprache=en-US |abruf=2024-02-05}}</ref> Während der Regierungszeit von Donald Trump wurde in jedem Jahr vorgeschlagen, PACE zu streichen. Jedes Mal wurde dies vom Kongress abgelehnt und die Mission weiter finanziert.<ref name=":0" />
Eine Missionsstudie unter dem Namen '''Pre-Aerosol, Cloud, and ocean Ecosystem''' wurde im März 2015 von der NASA bei der ''Space Science Week'' des ''Committee on Earth Science and Applications from Space'' vorgestellt<ref>{{Internetquelle |autor=Paula S. Bontempi, Betsy Edwards, Hal Maring, Woody Turner |url=https://sites.nationalacademies.org/cs/groups/ssbsite/documents/webpage/ssb_160751.pdf |titel=Pre-Aerosol, Clouds, and ocean Ecosystem (PACE) Mission |werk=[[NASA]] |datum=2015-03-31 |format=PDF |sprache=en |abruf=2024-02-05}}</ref> und offiziell zugelassen.<ref>{{Internetquelle |autor=Sara Blumberg |url=https://blogs.nasa.gov/pace/2023/04/04/nasas-pace-spacecraft-assembled-advances-toward-launch/ |titel=NASA’s PACE Spacecraft Assembled, Advances Toward Launch |werk=[[NASA]] |datum=2023-04-04 |sprache=en-US |abruf=2024-02-05}}</ref> Im Jahr 2016 wurde das Budget zur Verfügung gestellt.<ref>{{Internetquelle |autor=Karl B. Hille |url=https://www.nasa.gov/technology/nasas-pace-mission-will-uncover-new-information-about-health-of-our-oceans/ |titel=NASA's PACE Mission Will Uncover New Information About Health of Our Oceans |werk=[[NASA]] |datum=2016-07-20 |sprache=en-US |abruf=2024-02-05}}</ref> Während der Regierungszeit von Donald Trump wurde in jedem Jahr vorgeschlagen, PACE zu streichen. Jedes Mal wurde dies vom Kongress abgelehnt und die Mission weiter finanziert.<ref name=":0" />

Im Februar 2020 gab die NASA bekannt, dass der Start des Satelliten durch eine [[Falcon 9]] von [[SpaceX]] erfolgen soll. Dazu wurde ein Vertrag von 80 Millionen US-Dollar mit dem Raumfahrtunternehmen abgeschlossen.<ref>{{Internetquelle |autor=Stephen Clark |url=https://spaceflightnow.com/2020/02/05/spacex-wins-contract-to-launch-nasas-pace-earth-science-mission/ |titel=SpaceX wins contract to launch NASA’s PACE Earth science mission |werk=Spaceflight Now |datum=2020-02-05 |sprache=en-US |abruf=2024-02-06}}</ref>


Das Versagen mehrerer Teile von HARP-2 bei einem Test im Jahr 2022 und die [[COVID-19-Pandemie|Covid-19-Pandemie]] führten, neben weiteren Problemen, zu dem Aufschub der Mission.<ref name=":1">{{Internetquelle |autor=Paul Voosen |url=https://www.science.org/content/article/billion-dollar-nasa-mission-will-provide-unprecedented-view-ocean-life |titel=Billion-dollar NASA mission will provide unprecedented view of ocean life |werk=[[Science]] |datum=2024-02-02 |sprache=en |abruf=2024-02-05}}</ref>
Das Versagen mehrerer Teile von HARP-2 bei einem Test im Jahr 2022 und die [[COVID-19-Pandemie|Covid-19-Pandemie]] führten, neben weiteren Problemen, zu dem Aufschub der Mission.<ref name=":1">{{Internetquelle |autor=Paul Voosen |url=https://www.science.org/content/article/billion-dollar-nasa-mission-will-provide-unprecedented-view-ocean-life |titel=Billion-dollar NASA mission will provide unprecedented view of ocean life |werk=[[Science]] |datum=2024-02-02 |sprache=en |abruf=2024-02-05}}</ref>
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== Instrumente ==
== Instrumente ==


=== Ocean Color Instrument ===
=== OCI ===
Das Ocean Color Instrument (OCI) ist das primäre Messgerät des Satelliten. Es ist ein [[optisches Spektrometer]], das die Eigenschaften von Licht im [[Elektromagnetisches Spektrum|elektromagnetischen Spektrum]] misst. Dies wird genutzt, um die Farbe des Ozeans zu dokumentieren und somit das Vorkommen von Phytoplankton zu bestimmen. OCI verfügt über ein rotierendes Teleskop, Wärmestrahler und Gerätschaften zur Ausrichtung nach der Sonne. Weiterhin werden ein [[Gitterspektrometer]] für [[Ultraviolettstrahlung|Ultraviolett-]] bis [[Nahinfrarot]]<nowiki/>strahlung und ein filterbasiertes Spektrometer für nahinfrarote bis [[Kurzwellig|kurzwellige]] Strahlung.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.eoportal.org/satellite-missions/pace-mission#oci-ocean-color-instrument |titel=PACE (Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem) Mission |werk=eoPortal |hrsg=[[ESA]] |datum=2019-10-28 |sprache=en |abruf=2024-02-06}}</ref>

Das Konzept von OCI basiert auf mehreren bereits getesteten Instrumenten, wie beispielsweise dem ''Coastal Zone Color Scanner'' oder dem [[Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor|''Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor'']]. Es soll etwa 272 kg wiegen und 237 Watt verbrauchen. Gebaut wird das Instrument vom Goddard Space Flight Center.<ref>{{Internetquelle |url=https://pace.oceansciences.org/oci.htm |titel=NASA PACE - Ocean Color Instrument |werk=pace.oceansciences.org |hrsg=[[NASA]] |sprache=en |abruf=2024-02-06}}</ref>

=== SPEXone ===
Das Spectro-Polarimeter for Planetary Exploration (SPEXone) ist ein [[Polarimeter]], das die Intensität und die [[lineare Polarisation]] des Sonnenlichts, das von der Erdatmosphäre, Landmassen und Ozeanen reflektiert wird, misst. Außerdem soll das Instrument die Aerosole in der Atmosphäre charakterisieren.<ref>{{Literatur |Autor=Otto P. Hasekamp, Guangliang Fu, Stephanie P. Rusli, Lianghai Wu, Antonio Di Noia, Joost aan de Brugh, Jochen Landgraf, J. Martijn Smit, Jeroen Rietjens, Aaldert van Amerongen |Titel=Aerosol measurements by SPEXone on the NASA PACE mission: expected retrieval capabilities |Sammelwerk=Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer |Band=227 |Verlag=[[Elsevier]] |Ort=Amsterdam |Datum=2019-04 |Sprache=en |ISSN=0022-4073 |DOI=10.1016/j.jqsrt.2019.02.006 |Seiten=170-184}}</ref> Zum einen besitzt SPEXone über ein Teleskop mit drei Spiegeln, das Licht aus einem Winkel von 0°, ±20° und ±50° sammeln kann. Dazu kommen die sogenannten ''Polarization Modulation Optics'', die die Informationen zur Polarisation kodiert und an ein Gitterspektrometer weitergibt.<ref>{{Literatur |Autor=Aaldert van Amerongen, Jeroen Rietjensa, Jochen Campoa, Ersin Dogana, Jos Dingjanb, Raj Nallab, Jerome Caronc, Otto Hasekampa |Titel=SPEXone: A compact multi-angle spectro-polarimeter |Sammelwerk=International Conference on Space Optics |Datum=2018 | |Format=PDF |Abruf=2024-02-06}}</ref>

Das Instrument wiegt weniger als 15 kg und soll etwa 20 Watt verbrauchen. SPEXone wird von einem Konsortium aus dem [[Netherlands Institute for Space Research]] und [[Airbus Defence and Space|Airbus Defence and Space Netherlands]] entwickelt. Das Projekt wird von der [[Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek]] unterstützt.<ref>{{Internetquelle |url=https://pace.oceansciences.org/spexone.htm |titel=NASA PACE - SPEXone Polarimeter |werk=pace.oceansciences.org |hrsg=[[NASA]] |sprache=en |abruf=2024-02-06}}</ref>

=== HARP2 ===
Das Hyper-Angular Rainbow Polarimeter #2 (HARP2) ist ein Weitwinkelpolarimeter, das der Messung von Aerosolen und Eigenschaften von Wolken sowie Land- und Wasseroberflächen dient. Mithilfe der Auswertung von vier [[Spektralband|Spektralbändern]] und drei Winkeln linearer Polarisation soll HARP2 Größenverteilung, Menge, [[Brechungsindex|Brechungsindizes]] und Partikelform der Aerosole bestimmen.

Vorgänger des Instruments sind ''AirHARP'' sowie ''HARP'', dessen aktuelle Version über dieselben Instrumente wie HARP2 verfügt. Das Gewicht von HARP2 beträgt 9,6 kg, während es ungefähr 11,5 Watt verbraucht.<ref>{{Internetquelle |url=https://pace.oceansciences.org/harp2.htm |titel=NASA PACE - HARP2 Polarimeter |werk=pace.oceansciences.org |hrsg=[[NASA]] |sprache=en |abruf=2024-02-06}}</ref> Entwickelt und gebaut wird das Instrument von dem Earth and Space Institute der [[University of Maryland, Baltimore County]].<ref>{{Internetquelle |url=https://esi.umbc.edu/harp2-project/ |titel=HARP2 on PACE |werk=esi.umbc.edu |hrsg=[[UMBC]] |sprache=en-US |abruf=2024-02-06}}</ref>


== Weblinks ==
== Weblinks ==
{{Commonscat|PACE|Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem}}
* [https://pace.oceansciences.org/ Offizielle Website]
* [https://pace.oceansciences.org/ Offizielle Website]



Version vom 6. Februar 2024, 19:56 Uhr

Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem
Phase: D / Status: in Planung

Logo der Mission
Typ Erdbeobachtungssatellit
Land Vereinigte Staaten Vereinigte Staaten
Organisation National Aeronautics and Space Administration NASA
Missionsdaten
Startdatum 6. Februar 2024, 6:33 Uhr UTC
Startplatz Cape Canaveral, SLC-40
Trägerrakete Falcon 9 Block 5
Missionsdauer 3 bis 10 Jahre
Bahndaten
Bahnhöhe 676,5 km
Bahnneigung 98,0°
Allgemeine Raumfahrzeugdaten
Startmasse 1.700 kg
Abmessungen 1,5 m x 1,5 m x 3,2 m
Hersteller Goddard Space Flight Center
Spezifische Raumfahrzeugdaten
Elektrische Leistung 1000 Watt
Nutzlastdaten
Instrumente

Ocean Color Instrument (OCI)
Spectro-Polarimeter for Planetary Exploration (SPEXone)
Hyper-Angular Rainbow Polarimeter #2 (HARP2)

Transponder/-leistung S-Band
Ka-Band
Zeichnung von PACE in der Umlaufbahn der Erde

Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem (PACE) ist ein Erdbeobachtungssatellit der NASA, der den Kohlenstoffdioxidaustausch von Ozean und Atmosphäre sowie das Wachstum von Phytoplankton untersuchen soll. Damit sollen Erkenntnisse zum Zustand der Ozeane, Luftqualität und Klima gewonnen werden.[1]

Die Mission steht nach mehreren Versuchen, sie aus dem Budget zu streichen, kurz vor dem Start. Insgesamt belaufen sich die Kosten, inklusive Reserven, auf 964 Mio. US-Dollar.[2]

Geschichte

Eine Missionsstudie unter dem Namen Pre-Aerosol, Cloud, and ocean Ecosystem wurde im März 2015 von der NASA bei der Space Science Week des Committee on Earth Science and Applications from Space vorgestellt[3] und offiziell zugelassen.[4] Im Jahr 2016 wurde das Budget zur Verfügung gestellt.[5] Während der Regierungszeit von Donald Trump wurde in jedem Jahr vorgeschlagen, PACE zu streichen. Jedes Mal wurde dies vom Kongress abgelehnt und die Mission weiter finanziert.[2]

Im Februar 2020 gab die NASA bekannt, dass der Start des Satelliten durch eine Falcon 9 von SpaceX erfolgen soll. Dazu wurde ein Vertrag von 80 Millionen US-Dollar mit dem Raumfahrtunternehmen abgeschlossen.[6]

Das Versagen mehrerer Teile von HARP-2 bei einem Test im Jahr 2022 und die Covid-19-Pandemie führten, neben weiteren Problemen, zu dem Aufschub der Mission.[7]

Ziel

Zum einen soll PACE Phytoplankton an der Meeresoberfläche untersuchen. Dieses bringt sowohl Vorteile, wie beispielsweise die Bindung von Kohlenstoffdioxid und dessen Einbringung in die Nahrungskette im Meer[8] als auch Nachteile, wie die Störung Lebensräumen und Krankheitserscheinungen beim Verzehr. Die Entwicklung von Phytoplankton soll daher von PACE dokumentiert werden.[9]

Weiterhin dient PACE der Untersuchung von Aerosolen, die durch natürliche und menschliche Ursachen in die Atmosphäre gelangen. Diese können Sonnenlicht absorbieren, was zur Erwärmung der Atmosphäre beiträgt, oder es reflektieren, was das Gegenteil bewirkt.[9] Die Auswirkung der Aerosole auf die globale Erwärmung ist ein weiteres Forschungsziel des Satelliten. Dafür soll PACE Art, Größe und Häufigkeit der Partikel sowie den Einfluss auf Wolkenbildung analysieren.[7]

Instrumente

OCI

Das Ocean Color Instrument (OCI) ist das primäre Messgerät des Satelliten. Es ist ein optisches Spektrometer, das die Eigenschaften von Licht im elektromagnetischen Spektrum misst. Dies wird genutzt, um die Farbe des Ozeans zu dokumentieren und somit das Vorkommen von Phytoplankton zu bestimmen. OCI verfügt über ein rotierendes Teleskop, Wärmestrahler und Gerätschaften zur Ausrichtung nach der Sonne. Weiterhin werden ein Gitterspektrometer für Ultraviolett- bis Nahinfrarotstrahlung und ein filterbasiertes Spektrometer für nahinfrarote bis kurzwellige Strahlung.[10]

Das Konzept von OCI basiert auf mehreren bereits getesteten Instrumenten, wie beispielsweise dem Coastal Zone Color Scanner oder dem Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor. Es soll etwa 272 kg wiegen und 237 Watt verbrauchen. Gebaut wird das Instrument vom Goddard Space Flight Center.[11]

SPEXone

Das Spectro-Polarimeter for Planetary Exploration (SPEXone) ist ein Polarimeter, das die Intensität und die lineare Polarisation des Sonnenlichts, das von der Erdatmosphäre, Landmassen und Ozeanen reflektiert wird, misst. Außerdem soll das Instrument die Aerosole in der Atmosphäre charakterisieren.[12] Zum einen besitzt SPEXone über ein Teleskop mit drei Spiegeln, das Licht aus einem Winkel von 0°, ±20° und ±50° sammeln kann. Dazu kommen die sogenannten Polarization Modulation Optics, die die Informationen zur Polarisation kodiert und an ein Gitterspektrometer weitergibt.[13]

Das Instrument wiegt weniger als 15 kg und soll etwa 20 Watt verbrauchen. SPEXone wird von einem Konsortium aus dem Netherlands Institute for Space Research und Airbus Defence and Space Netherlands entwickelt. Das Projekt wird von der Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek unterstützt.[14]

HARP2

Das Hyper-Angular Rainbow Polarimeter #2 (HARP2) ist ein Weitwinkelpolarimeter, das der Messung von Aerosolen und Eigenschaften von Wolken sowie Land- und Wasseroberflächen dient. Mithilfe der Auswertung von vier Spektralbändern und drei Winkeln linearer Polarisation soll HARP2 Größenverteilung, Menge, Brechungsindizes und Partikelform der Aerosole bestimmen.

Vorgänger des Instruments sind AirHARP sowie HARP, dessen aktuelle Version über dieselben Instrumente wie HARP2 verfügt. Das Gewicht von HARP2 beträgt 9,6 kg, während es ungefähr 11,5 Watt verbraucht.[15] Entwickelt und gebaut wird das Instrument von dem Earth and Space Institute der University of Maryland, Baltimore County.[16]

Commons: Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. Get to Know PACE. In: pace.oceansciences.org. NASA, abgerufen am 5. Februar 2024 (englisch).
  2. a b Jeff Foust: NASA Earth science mission once slated for cancellation ready for launch. In: SpaceNews. 4. Februar 2024, abgerufen am 5. Februar 2024 (amerikanisches Englisch).
  3. Paula S. Bontempi, Betsy Edwards, Hal Maring, Woody Turner: Pre-Aerosol, Clouds, and ocean Ecosystem (PACE) Mission. (PDF) In: NASA. 31. März 2015, abgerufen am 5. Februar 2024 (englisch).
  4. Sara Blumberg: NASA’s PACE Spacecraft Assembled, Advances Toward Launch. In: NASA. 4. April 2023, abgerufen am 5. Februar 2024 (amerikanisches Englisch).
  5. Karl B. Hille: NASA's PACE Mission Will Uncover New Information About Health of Our Oceans. In: NASA. 20. Juli 2016, abgerufen am 5. Februar 2024 (amerikanisches Englisch).
  6. Stephen Clark: SpaceX wins contract to launch NASA’s PACE Earth science mission. In: Spaceflight Now. 5. Februar 2020, abgerufen am 6. Februar 2024 (amerikanisches Englisch).
  7. a b Paul Voosen: Billion-dollar NASA mission will provide unprecedented view of ocean life. In: Science. 2. Februar 2024, abgerufen am 5. Februar 2024 (englisch).
  8. Yanhui Dai, Shangbo Yang, Dan Zhao, Chuanmin Hu, Wang Xu, Donald M. Anderson, Yun Li, Xiao-Peng Song, Daniel G. Boyce, Luke Gibson, Chunmiao Zheng, Lian Feng: Coastal phytoplankton blooms expand and intensify in the 21st century. In: Nature. Band 615. Macmillan Publishers, 1. März 2023, ISSN 0028-0836, OCLC 9785800495, S. 280–284, doi:10.1038/s41586-023-05760-y (englisch).
  9. a b Jeffrey Kluger: Why NASA's New Climate Satellite is Studying Clouds and Phytoplankton. In: Time. 5. Februar 2024, abgerufen am 5. Februar 2024 (englisch).
  10. PACE (Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem) Mission. In: eoPortal. ESA, 28. Oktober 2019, abgerufen am 6. Februar 2024 (englisch).
  11. NASA PACE - Ocean Color Instrument. In: pace.oceansciences.org. NASA, abgerufen am 6. Februar 2024 (englisch).
  12. Otto P. Hasekamp, Guangliang Fu, Stephanie P. Rusli, Lianghai Wu, Antonio Di Noia, Joost aan de Brugh, Jochen Landgraf, J. Martijn Smit, Jeroen Rietjens, Aaldert van Amerongen: Aerosol measurements by SPEXone on the NASA PACE mission: expected retrieval capabilities. In: Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. Band 227. Elsevier, April 2019, ISSN 0022-4073, S. 170–184, doi:10.1016/j.jqsrt.2019.02.006 (englisch).
  13. Aaldert van Amerongen, Jeroen Rietjensa, Jochen Campoa, Ersin Dogana, Jos Dingjanb, Raj Nallab, Jerome Caronc, Otto Hasekampa: SPEXone: A compact multi-angle spectro-polarimeter. In: International Conference on Space Optics. 2018 (oceansciences.org [PDF; abgerufen am 6. Februar 2024]).
  14. NASA PACE - SPEXone Polarimeter. In: pace.oceansciences.org. NASA, abgerufen am 6. Februar 2024 (englisch).
  15. NASA PACE - HARP2 Polarimeter. In: pace.oceansciences.org. NASA, abgerufen am 6. Februar 2024 (englisch).
  16. HARP2 on PACE. In: esi.umbc.edu. UMBC, abgerufen am 6. Februar 2024 (amerikanisches Englisch).